ច្បាប់របស់ Coulomb

នៅក្នុងអត្ថបទអំពី បន្ទុកអគ្គិសនី និង ប្រភេទនៃបន្ទុកអគ្គិសនី វាត្រូវបានពន្យល់ថា បន្ទុកអគ្គិសនីដូចគ្នារុញច្រានគ្នាទៅវិញទៅមក ខណៈពេលដែលបន្ទុកអគ្គិសនីមិនដូចគ្នាទាញគ្នាទៅវិញទៅមក។ ម្យ៉ាងវិញទៀត វត្ថុដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទាក់ទាញវត្ថុដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន វត្ថុដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានរុញច្រានវត្ថុដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយវត្ថុដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានរុញច្រានវត្ថុដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ បាតុភូតនេះបង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើវត្ថុដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន និងវត្ថុដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ តើកត្តាអ្វីខ្លះដែលមានឥទ្ធិពលលើទំហំនៃកម្លាំងអគ្គិសនីរវាងវត្ថុដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនី?

រូបវិទូជនជាតិបារាំង ឆាល គូឡុំ (១៧៣៦-១៨០៦) បានធ្វើការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៧៨០ ដើម្បីស៊ើបអង្កេតកត្តាដែលមានឥទ្ធិពលលើទំហំនៃកម្លាំងអគ្គិសនីរវាងវត្ថុដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនី។ ឧបករណ៍ដែលប្រើដោយ គូឡុំ គឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឧបករណ៍ដែល កាវិនឌីស បានប្រើដើម្បីស៊ើបអង្កេតថេរទំនាញ ដែលហៅថា តុល្យភាពរមួល។ គូឡុំ បានស៊ើបអង្កេតកម្លាំងអគ្គិសនី ដូច្នេះគាត់បានប្រើបាល់ដែកពីរដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនី ខណៈពេលដែល កាវិនឌីស បានស៊ើបអង្កេតកម្លាំងទំនាញ ដូច្នេះគាត់បានប្រើបាល់ម៉ាស់ពីរដែលមិនមានបន្ទុកអគ្គិសនី។

របៀបដែលមាត្រដ្ឋានកម្លាំងបង្វិលជុំដំណើរការ  

 
របៀបដែលមាត្រដ្ឋានកម្លាំងបង្វិលជុំដំណើរការគឺទាក់ទងនឹងប្រធានបទ កម្លាំងបង្វិលជុំ ឬ ម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំង នៅក្នុងជំពូក ឌីណាមិកបង្វិល.
ចន្លោះនៅក្នុងតុល្យភាពរមួលគឺជាកន្លែងទំនេរដើម្បីការពារបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបាល់រឹងពីការផ្ទេរទៅខ្យល់។ ការកំណត់បរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបាល់រឹងត្រូវបានធ្វើដោយប្រើវិធីសាស្ត្រដូចខាងក្រោម។ ដំបូងឡើយ បាល់រឹង A ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានបន្ទុកអគ្គិសនីតាមរយៈការដឹកនាំ ឬការកកិត។ បាល់រឹង A ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់អគ្គិសនីត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងបាល់រឹង B ដែលនៅតែអព្យាក្រឹតដោយប្រើខ្សែចរន្តអគ្គិសនីរហូតដល់បន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង A ត្រូវបានបែងចែកស្មើៗគ្នាជាមួយបាល់រឹង B។ ប្រសិនបើបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង A គឺ ½ នោះបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង B គឺ ½។ បន្ទាប់មក បាល់រឹង B និងបាល់រឹង C ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយនឹងខ្សែចរន្តអគ្គិសនីរហូតដល់បន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង B ត្រូវបានបែងចែកស្មើៗគ្នាជាមួយបាល់រឹង C។ ប្រសិនបើបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង B គឺ ¼ នោះបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង C គឺ ¼។ បរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនី និងប្រភេទនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃបាល់រឹង 1 និងបាល់រឹង 2 ត្រូវបានទទួលតាមរបៀបនេះ។

ស្វ៊ែររឹង 1 និងស្វ៊ែររឹង 2 មានបន្ទុកអគ្គិសនី ដូច្នេះស្វ៊ែររឹងទាំងពីរច្រានគ្នាទៅវិញទៅមក ប្រសិនបើស្វ៊ែរទាំងពីរមានបន្ទុកអគ្គិសនីដូចគ្នា ឬទាក់ទាញគ្នាទៅវិញទៅមក ប្រសិនបើស្វ៊ែរទាំងពីរមានបន្ទុកអគ្គិសនីខុសគ្នា។ អត្ថិភាពនៃកម្លាំងទាក់ទាញ ឬកម្លាំងច្រានរវាងស្វ៊ែររឹងដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីទាំងពីរ បណ្តាលឱ្យស្វ៊ែររឹង 2 បង្វិល។ មុំនៃការធ្វើដំណើររបស់ស្វ៊ែររឹង 2 ត្រូវបានវាស់វែងដើម្បីកំណត់កម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើស្វ៊ែររឹងទាំងពីរ។

កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលដល់កម្លាំងអគ្គិសនី

ដោយផ្អែកលើការពិសោធន៍ដែលធ្វើឡើងដោយប្រើតុល្យភាពរមួល លោក Coulomb បានរកឃើញរឿងជាច្រើន។
– នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ ចម្ងាយរវាងបាល់រឹងទាំងពីរគឺតែងតែដូចគ្នា។ នៅពេលដែលបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីលើបាល់រឹង 1 គឺ 1 ហើយបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីលើបាល់រឹង 2 គឺ 1 នោះកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺ 1។ នៅពេលដែលបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីលើបាល់រឹង 1 គឺ 2 ហើយបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីលើបាល់រឹង 2 គឺ 2 នោះកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺ 4។ Coulomb បានសន្និដ្ឋានថាទំហំនៃកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺសមាមាត្រទៅនឹងផលគុណនៃបរិមាណបន្ទុកលើបាល់រឹងទាំងពីរ (F ≈ q₁ q₂).
– នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ បរិមាណបន្ទុកលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺតែងតែដូចគ្នា។ ប្រសិនបើចម្ងាយរវាងបាល់រឹងទាំងពីរគឺ 1 នោះកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺ 1។ ប្រសិនបើចម្ងាយរវាងបាល់រឹងទាំងពីរគឺ 2 នោះកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺ ¼។ Coulomb បានសន្និដ្ឋានថាទំហំនៃកម្លាំងអគ្គិសនីដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់រឹងទាំងពីរគឺសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងការ៉េនៃចម្ងាយ (F ≈ 1 / r²)

ច្បាប់របស់ Coulomb

ច្បាប់របស់គូឡុំ គឺជាច្បាប់រូបវិទ្យាដែលពន្យល់ពីទំនាក់ទំនងរវាងកម្លាំងអគ្គិសនី បន្ទុកអគ្គិសនី និងចម្ងាយរវាងបន្ទុក។ ច្បាប់នេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយផ្អែកលើការពិសោធន៍របស់គូឡុំ ដូចដែលបានពន្យល់នៅក្នុងអត្ថបទមុន។

ច្បាប់របស់ Coulomb ចែងថាទំហំនៃកម្លាំងដែលបញ្ចេញដោយភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីលើភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីមួយទៀតគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងផលគុណនៃផលបូកនៃបន្ទុកនៃភាគល្អិតទាំងពីរ និងសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងការ៉េនៃចម្ងាយរវាងភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីទាំងពីរ។ កម្លាំងនេះធ្វើសកម្មភាពតាមបណ្តោយបន្ទាត់ត្រង់ដែលភ្ជាប់ភាគល្អិតទាំងពីរ។ កម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងច្រានចោល ប្រសិនបើបន្ទុកអគ្គិសនីនៃភាគល្អិតទាំងពីរគឺដូចគ្នា ហើយកម្លាំងអគ្គិសនីមានភាពទាក់ទាញ ប្រសិនបើបន្ទុកអគ្គិសនីនៃភាគល្អិតទាំងពីរមិនដូចគ្នា។

ច្បាប់ Coulomb អាចត្រូវបានបង្ហាញជាសមីការគណិតវិទ្យា៖
ការពិពណ៌នាអំពីរូបមន្ត៖
F₁₂ = កម្លាំងអគ្គិសនីរវាងភាគល្អិតទី 1 និងភាគល្អិតទី 2
q₁ = ចំនួននៃបន្ទុកភាគល្អិត 1
q₂ = ចំនួនបន្ទុកអគ្គិសនីនៃភាគល្អិត 2
r₁₂ = ចម្ងាយរវាងភាគល្អិតទី 1 និងភាគល្អិតទី 2
(អានថា អេបស៊ីឡុងសូន្យ) = 8,854 x 10^-12 C²/ ន²
k = (ថេរ​គូឡុំ) = 9 x 10⁹ Nm²/C²
F₂₁ គឺជាកម្លាំងដែលបញ្ចេញដោយបន្ទុក q₂ កំពុងសាក q₁ខណៈពេលដែល F₁₂ គឺជាកម្លាំងដែលបញ្ចេញដោយបន្ទុក q₁ កំពុងសាក q₂។ ច₂₁ និង F₁₂ រុញច្រានគ្នាទៅវិញទៅមកនៅពេលដែលបន្ទុកមាន q₁ និង q₂ ស្រដៀងគ្នា ហើយទាញគ្នាទៅវិញទៅមកនៅពេលដែលបន្ទុក q₁ និង q₂ មិនមែនជាប្រភេទដូចគ្នាទេ។
F₂₁ និង F₁₂ មានតម្លៃដូចគ្នា ទិសដៅផ្ទុយគ្នា និងធ្វើសកម្មភាពលើវត្ថុផ្សេងៗគ្នា ដូច្នេះកម្លាំងទាំងពីរនេះគឺជាគូកម្លាំងសកម្មភាព-ប្រតិកម្ម។